动态驱动的可重构地形表面实现对植入物相关感染的主动控制

植入物相关感染由细菌生物被膜形成所驱动，且采用传统的抗生素策略仍难以将其根除。在此，我们提出了一种动态驱动的可重构表面拓扑（DARTS），其将本征杀菌的纳米尺度表面拓扑与可编程机械驱动相结合，以实现持久、无抗生素的感染控制。采用一种可规模化的自下而上纳米制造策略，我们构建了可调控的皱褶状 MXene 拓扑结构，该结构在无化学浸出的情况下，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均表现出接触介导的杀菌活性。与软体机器人驱动器集成后，可实现表面几何形貌的可逆调制，这种调制协同增强了细菌去除与杀灭效果，从而几乎完全破坏成熟生物被膜。动态驱动还进一步提高了释放细菌对抗生素治疗的敏感性。在小鼠皮下植入物感染模型中，具有驱动功能的 DARTS 实现了对细菌负荷的持续抑制，并显著改善了宿主组织结局。利用近红外激光刺激实现的远程、无创驱动，进一步凸显了该平台在植入式抗菌应用中的转化潜力。

植入物相关感染由细菌生物膜形成所驱动，且难以通过传统的基于抗生素的策略加以根除。在此，我们提出了一种动态驱动的可重构拓扑表面（DARTS），该系统将内在杀菌性的纳米尺度表面拓扑与可编程机械驱动相结合，以实现持久、无抗生素的感染控制。通过一种可规模化的自下而上纳米制造策略，我们构建了可调控的皱褶 MXene 拓扑结构，该结构在无化学浸出的情况下，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均表现出接触介导的杀菌活性。与软体机器人驱动器集成后，可实现表面几何形貌的可逆调控，并协同增强细菌去除与杀灭效果，从而几乎完全破坏成熟生物膜。动态驱动还进一步提高了释放细菌对抗生素治疗的敏感性。在小鼠皮下植入物感染模型中，具有驱动功能的 DARTS 实现了对细菌负荷的持续抑制，并显著改善了宿主组织结局。利用近红外激光刺激进行远程、无创驱动，进一步凸显了该平台在植入式抗菌应用中的转化潜力。

J.M. 和 M.A. 是与本研究所述技术相关的临时专利申请的发明人。其余作者声明不存在竞争性利益。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.29.735318v1?rss=1

🏷️ 植入物相关感染 细菌生物被膜 动态可重构表面 MXene纳米拓扑 无抗生素抗菌